O rubid, o liczbie atomowej 37 i masie atomowej 85,5 u, jest bardzo miękkim metalem alkalicznym w kolorze białym lub srebrnym. Podobnie jak inne metale alkaliczne pierwiastek ten gwałtownie reaguje z wodą i powietrzem. Jego temperatura topnienia wynosi 39 °C, a jego temperatura wrzenia to 688 °C.
Odkryto go w 1861 r. przez niemieckich naukowców Gustava Kirchhoffa i Roberta Bunsena podczas analizy lepidolitu mineralnego za pomocą spektroskopu. Może być stosowany w produkcji fotokomórek, szkieł specjalnych oraz jako paliwo w silnikach jonowych statków kosmicznych. Rubid tworzy dużą liczbę związków, chociaż żaden z nich nie ma jeszcze znaczącego zastosowania komercyjnego.
Przeczytaj też: Węgiel — jeden z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków we wszechświecie
Streszczenie
metal alkaliczny z Liczba atomowa 37 i masa atomowa 85,5 godz.
Ma srebrzystobiały kolor.
Został odkryty w 1861 roku przez Gustava Kirchhoffa i Roberta Bunsena.
Reaguje gwałtownie z wodą i może samoistnie palić się w kontakcie z powietrzem.
Jest bardzo miękki, podobnie jak inne metale alkaliczne.
Wykorzystywany jest do produkcji specjalnych okularów i zegarów atomowych.
Właściwości rubidu
Symbol: Rb
masa atomowa: 85,5 godz.
Liczba atomowa: 37.
elektroujemność: 0,82.
Gęstość: 1,53 g/cm³.
Punkt fuzji: 39°C.
Temperatura wrzenia: 668°C.
elektroniczna Konfiguracja: [Kr] 5s1.
seria chemiczna: metale alkaliczne.
Charakterystyka rubidu
jak całość metaliczny element, rubid ma charakterystyczny połysk, oprócz koloru białego lub srebrnego. Jako że rubid należy do grupy metali alkalicznych w układzie okresowym pierwiastków, posiada klasyczne cechy tej rodziny, takie jak niewielka gęstość w porównaniu z innymi metalami. niezwykle miękki — można go nawet ciąć zwykłym nożem — a także dlatego, że gwałtownie reaguje z wodą, tworząc związek zasadowy (alkaliczny), jak pokazuje reakcja śledzić:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (tutaj) + H2(g)
O wodór wytworzony w tej reakcji zapala się w momencie napotkania tlenu obecnego w powietrzu. Rubid, w tym może zapalić się samoistnie w kontakcie z powietrzem ze względu na obecny w nim tlen, a zatem jego obchodzenie się wymaga ostrożności, w końcu inną klasyczną cechą metali alkalicznych jest to, że są bardzo reaktywne. Poniższa reakcja pokazuje reakcję rubidu z tlenem, w wyniku której powstaje tlenek o charakterze zasadowym.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
W porównaniu z innymi metalami alkalicznymi o niższej promień atomowy (lit, sód i potas), Reakcje rubidu z wodą lub tlenem są bardziej gwałtowne, ponieważ jego elektron walencyjny ma większą energię.
Przeczytaj też: Niob — metal o różnych zastosowaniach przemysłowych i handlowych
Historia rubidu
rubid był odkryty w 1861 roku przez niemieckich naukowców Gustava Kirchhoffa i Roberta Bunsena, w mieście Heidelberg w Niemczech. Używając swojego nowo wynalezionego instrumentu, spektroskop, Kirchhoff i Bunsen przeprowadzili analizę próbki aż do znalezienia dwóch nowych pierwiastków: cezu (Cs) w wodzie mineralnej i rubidu w minerale lepidolit.
Nazwa rubid pochodzi od koloru jego linii emisyjnej widma, która jest czerwona (rubidius, po łacinie). Bunsenowi udało się nawet wyizolować próbki metalicznego rubidu.
Gdzie znajduje się rubid?
Żadna ruda nie ma rubidu jako składnika priorytetowego. Najczęściej występuje jako produkt uboczny w lepidolicie i polucytu, które mogą zawierać odpowiednio 3,5% i 1,5% tlenku rubidu. Zasoby tego minerału rozsiane są po całym świecie, podobnie jak w Australii, Kanadzie, Chinach, Namibii i Zimbabwe, jednak procesy wydobycia i przeróbki tego minerału nadal mają zaporowe koszty.
Zastosowania rubidu
O rynek szkła specjalnego jest głównym rynkiem rubidu, a także fotokomórki. Oprócz podobnego cezu rubid jest również używany do produkcji zegary atomowe, urządzenia o wyjątkowej precyzji i niezwykle ważne dla kalibracji GPS, Global Positioning System. Różnica w stosunku do zegarów cezowych polega na tym, że rubidowe zegary atomowe, oprócz tego, że są tanie, mogą być produkowane dla które są wielkości pudełka zapałek, a jednak pozostają dokładne w milionach, a nawet miliardach lat.
![Cezowy zegar atomowy, znajdujący się w Niemczech, który zachowa dokładność przez 2 miliony lat. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubid występuje naturalnie jako dwa izotopy., O 85Rb, który jest stabilny, a 87Rb, radioaktywny, z czasem do pół życia 48,8 miliarda lat. To znowu nadaje temu izotopowi funkcję zegara, ale zegar geologiczny. O 87Rb ulega rozpadowi promieniotwórczemu do izotopu 87Sr, który jest stabilny, więc można porównać ilości 87Rb i 87Sr z naturalnie występującym izotopem 86Sr na randki rockowe.
Ponieważ rubid łatwo jonizuje, rozważano zastosowanie w silnikach jonowych statków kosmicznych, a system sterów jonowych, znacznie bardziej ekonomiczny niż konwencjonalne stery strumieniowe i może wyprodukować rakiety więcej lekki. Związek RbAg4i5 wykazano również, że jest ważny, ponieważ jest to obecnie kryształ jonowy o najwyższej przewodności warunków otoczenia, co stawia go w pozycji używanej w akumulatorach cienkowarstwowych.
Węglan rubidu służy do zmniejszania przewodności elektrycznej materiałów, co poprawia stabilność i trwałość światłowodowych sieci telekomunikacyjnych. Chlorek rubidu może być stosowany w leczeniu depresji. W innych zastosowaniach wodorotlenek rubidu może być również używany do wytwarzania fajerwerków w celu utlenienia innych pierwiastków, a tym samym uzyskania fioletowych tonów.
Przeczytaj też: Tellurium - pierwiastek chemiczny o chemii podobnej do siarki
Jakie środki ostrożności należy podjąć w przypadku rubidu?
Nie są znane żadne problemy związane ze zdrowiem człowieka w wyniku narażenia na naturalny rubid, a jego stosowanie ma niewielki wpływ na środowisko.
Jednakże, jak wspomniano wcześniej, należy obchodzić się z rubidem w postaci metalicznej ostrożnie, ponieważ może on samorzutnie zapalić się w kontakcie z powietrzem. Twój reakcja z wodą jest również bardzo wybuchowa, dlatego w eksperymentach należy stosować kontrolowane ilości rubidu.
rozwiązane ćwiczenia
Pytanie 1 — (UFU/2008)
Aby określić wiek Ziemi i skał, naukowcy wykorzystują radioizotopy o bardzo długim okresie półtrwania, takie jak uran-238 i rubid-87. W radioaktywnym rozpadzie rubidu-87 następuje emisja ujemnej cząstki beta.
W tym przypadku uformowany element ma
(A) 49 protonów i 38 neutronów.
(B) 37 protonów i 50 neutronów.
(C) 39 protonów i 48 neutronów.
(D) 38 protonów i 49 neutronów.
Rezolucja
Pytanie brzmi, że w rozpadzie rubidu-87 następuje emisja ujemnej cząstki beta, która jest elektronem wyrzuconym z jądra z rozpadu neutron i dlatego jest reprezentowany jako -1β0, czyli o ładunku -1 i znikomej masie, podobnie jak elektron. Reakcja rozpadu promieniotwórczego jest następująca:
37Rb87 → -1β0 + tenxb
Istnienie ten liczba atomowa utworzonego pierwiastka i b liczba masowa formowanego elementu.
Możemy więc powiedzieć, że:
37 = -1 + a; stąd a = 38;
87 = 0 + b; stąd b = 87.
Dyktujemy pierwiastek o liczbie atomowej 38 i liczbie masowej 87. Ponieważ liczbę neutronów można określić za pomocą wzoru A = Z + n, obliczenia wykonujemy:
87 = 38 + n; zatem n = 49
Dlatego też element utworzony ma 38 protonów i 49 elektronów.
Pytanie 2 — (IFGO/2012)
Rubid jest metalem alkalicznym, który ma lśniący srebrzystobiały kolor, który szybko zanika w kontakcie z powietrzem. Krzem jest drugim najliczniej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej. Rubid może być stosowany w ogniwach fotoelektrycznych, a krzem do produkcji urządzeń mikroelektronicznych.
Porównując te dwa elementy, słusznie można stwierdzić, że:
(A) krzem ma większy promień atomowy.
(B) krzem ma większe powinowactwo do elektronów.
(C) rubid ma wyższą energię jonizacji.
(D) krzem jest mniej elektroujemny.
(E) rubid ma mniejsze prawdopodobieństwo utraty elektronów.
Rezolucja
O krzem jest niemetalem z rodziny 14, znajdującym się w trzecim okresie układu okresowego. Rubid to metal alkaliczny z piątego okresu układu okresowego.
Dlatego rubid ma większy promień atomowy niż krzem, ponieważ im dłuższy okres, im większa liczba warstw elektronowych, a tym samym większy promień atomowy, co unieważnia alternatywę A.
TEN energia jonizacji jest energią potrzebną do usunięcia elektronu walencyjnego z izolowanego atomu w stanie gazowym, to znaczy ma związek z łatwością usuwania elektronów walencyjnych z danego pierwiastka. Rubid jako metal alkaliczny o podpoziomie 5s1, ma większą skłonność do utraty elektronów; dlatego niższa energia jonizacji, klasyczna właściwość metali włącznie. Dlatego alternatywy C i E nie mogą być poprawne.
Krzem jest nie mniej elektroujemny niż rubid, ponieważ krzem jest rodzajem mniejszego promienia atomowego i pierwiastki o mniejszym promieniu atomowym mają większą elektroujemność, więc litera D nie może być prawidłowy.
Tak więc wzorem jest litera B, ponieważ w rzeczywistości krzem ma większe powinowactwo elektronowe, które jest energią uwalnianą lub pochłanianą przez atom, gdy otrzymuje on elektron w swoim warstwa walencyjna. Gdy proces jest korzystny, energia jest uwalniana i powinowactwo elektronowe jest wyższe, w przeciwnym razie energia jest pochłaniana, a powinowactwo elektronowe jest niższe. Ponieważ rubid ma większą skłonność do utraty elektronów, nie może mieć większego powinowactwa elektronowego niż krzem.
Kredyty obrazkowe
[1] geogif / Shutterstock.com
Stéfano Araújo Novais
Nauczyciel chemii